Роберт Брюс Меррифилд

Биография

Единственный сын в семье Джорджа и Лоурэн Льюкас Меррифилдов. Через два года после его рождения семья Меррифилдов переехала в Калифорнию и в период депрессии 30-х продолжала переезжать с места на место, т.к. отец Меррифилда (продавец мебели) постоянно искал работу.

Меррифилд посещал около 40 школ, прежде чем его семья осела в Монтебелло (штат Калифорния). Здесь, учась в средней школе, он заинтересовался химией и сконструировал небольшой телескоп.

Окончив в 1938 школу, поступил в Джуниор-колледж в Пасадене, но в следующем году перешел в Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе, где начал изучать химию. Одновременно он подрабатывал в лаборатории М.Данна, где в это время синтезировали дегидроксифениладенин – аминокислоту, которая применяется для лечения болезни Паркинсона.

Получив в Калифорнийском университете в 1943 степень бакалавра, в течение года работал химиком в Научно-исследовательском фонде Ф.Р.Парка, а затем вернулся в университет, поступил в аспирантуру. Позднее (1948–1949), работая в медицинской школе Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе ассистентом-исследователем у Д.У.Вулли, который оказал сильное влияние не его становление, Меррифилд изучал дрожжевые пурины и пиримидины и разработал систему качественного биоанализа того, как они способствуют росту бактерий.

В 1949 ему была присуждена докторская степень по химии, и он был назначен ассистентом-биохимиком в Рокфеллеровский институт медицинских исследований (теперь это Рокфеллеровский университет) в Нью-Йорке. В этом институте он оставался до конца научной карьеры научным сотрудником (1953), адъюнкт-профессором (1958) и, наконец, полным профессором (1966).

Здесь он разработал автоматизированную систему синтеза пептидов, и в 1985 был награжден Нобелевской премией «за развитие методологии твердофазного химического синтеза».

В 1953 занялся химией белков. «Белки – это ключевые компоненты всех живых организмов, – объяснял он впоследствии. – Все ферменты, являющиеся катализаторами биологических реакций, и многие регулирующие их гормоны – белки. Если мы хотим понять и научиться контролировать то, что происходит в организме, мы должны прежде всего узнать состав, структуру и функции каждого отдельно взятого белка».

В 1959 Меррифилд записал: «Необходим быстрый, количественный, автоматизированный метод синтеза длинных пептидных цепей». Если первая аминокислота формируется нерастворимым носителем, то нежелательные побочные продукты и реагенты могут вымываться из реакционного сосуда после каждой стадии, а растущий полипептид останется при этом незатронутым. Когда процесс синтеза завершится, конечный полипептид может быть отделен от носителя и очищен обычными методами. При поддержке Вулли он посвятил следующие три года разработке более совершенного метода синтеза полипептидов.

Эффективным носителем для первой аминокислоты оказался сополимер стирола с дивинилбензолом. В 1962 сообщил, что в относительно короткий период времени новый метод, названный твердофазным пептидным синтезом, обеспечил почти количественный выход целевых полипептидов. Применив этот метод, Меррифилд и его коллеги синтезировали нонапептидный гормон брадикинин – сильнодействующее средство, вызывающее расширение сосудов.

Следующая задача заключалась в конструировании аппарата, способного автоматизировать пептидный синтез. Работая в подвале своего дома вместе с помощником Дж. Стюартом при содействии техника из мастерской, Меррифилд в 1965 создал первую работающую модель автоматизированного устройства для твердофазного пептидного синтеза. Это устройство представляло собой контейнер для аминокислот и реагентов – реакционный сосуд с автоматическими впускным и выпускным клапанами и программным механизмом, который регулировал последовательность процесса.

С помощью сконструированного аппарата Меррифилд и его коллеги синтезировали несколько пептидных гормонов, включая брадикинин, окситоцин и ангиотензин (октапептид, который регулирует артериальное давление). Они также получили белок инсулин (содержащий 51 аминокислоту в двух цепях) всего лишь за 20 дней, в то время как раньше этот процесс занимал несколько месяцев.

Противники новой технологии утверждали, что полученные с ее помощью пептидные последовательности не были чистыми. Признавая, что проблема чистоты существовала с самого начала его работы, Меррифилд отдал предпочтение прагматическому подходу в «использовании лучших из доступных в настоящее время методов синтеза, выделения и характеристики продуктов реакции». «Усовершенствования в методах разделения появляются постоянно, – говорил он. – И то, что сегодня кажется недостижимым, завтра может оказаться на удивление простым». Проблему очистки продукта реакции вскоре помогла решить разработка метода высокоэффективной жидкостной хроматографии.

В 1969 Меррифилд завершил первый успешный синтез фермента рибонуклеазы. Метод Меррифилда предусматривал осуществление 369 химических реакций и 11 931 отдельных стадий, для чего требовалось несколько недель непрерывной работы твердофазного синтезатора.

Метод Меррифилда произвел подлинную революцию в химическом синтезе и оказал мощное воздействие на развитие различных областей биохимии, молекулярной биологии, биотехнологии и т.д. По мнению многих авторитетных ученых открытие Меррифилда оказало большое влияние на сам образ мышления специалистов.

В 1968 Меррифилд был приглашенным Нобелевским профессором в Упсальском университете в Швеции. С 1969 он работает заместителем главного редактора журнала по исследованию пептидов и протеинов «International Journal of Peptide and Protein Research».

Живет Меррифилд в Кресскилле (штат Нью-Джерси).

Работы: Solid-phase peptide synthesis: The synthesis of a tetrapeptide // J. Am. Chem. Soc. 1963. V. 85; Solid-phase synthesis of the cyclododecadepsipeptide valinomicin // J. Am. Chem. Soc. 1969. V. 91 (with B.F.Gisin, D.C.Tosteson).